Við framleiðslu á hitaþjálu koltrefjum notar iðnaðurinn almennt þessar fjórar stærðarefni.
Við undirbúning hitaþjálu koltrefjasamsetninga er nauðsynlegt að takast á við spurninguna um tengistyrk milli koltrefja og hitaþjálu plastefnisins til að tryggja betri íferð og bindiáhrif í síðari ferlum. Límmiðlar gegna mikilvægu hlutverki í þessu sambandi. Hins vegar hafa mismunandi hitaþjálu fylkisefni mismunandi eðlisfræðilega og efnafræðilega eiginleika, svo tilraunir eru nauðsynlegar til að bera kennsl á mismunandi gerðir af stærðarefnum sem uppfylla sérstakar notkunarkröfur.
Í því skyni að bæta samhæfni litarefna við samsett efni sem byggir á hitaþjálu plastefni, hefur iðnaðurinn framkvæmt umfangsmiklar rannsóknir á ýmsum nýjum litarefnum fyrir mismunandi hitaþjálu plastefni, með það að markmiði að ná náinni byggingarlíkindum og sterkum víxlverkunum milli litarefnanna og hitaþjálu plastefnisins. . Eftir fjölmargar tilraunir og samanburðarmat hefur komið í ljós að eftirfarandi fjórir litarefni henta sérstaklega vel: pólýamíð (PA), pólýúretan (PU), pólýarýleter og pólýímíð (PI).
1.Pólýamíð (PA) Sizing Agent
Pólýamíð (PA), einnig þekkt sem nylon, hefur framúrskarandi efnafræðilegan stöðugleika, slitþol og vélræna eiginleika. Það er almennt notað í sérstökum trefjum, verkfræðiplasti og hitaþjálu plastefni sem byggir á samsettum fylkisplastefni. Þar sem PA hefur verið mikið notað sem fylkisplastefni fyrir samsett efni sem byggir á hitaþjálu plastefni, getur val á PA sem hluti af límmiðlinum aukið samhæfni milli yfirborðs hitaþjálu plastefnis sem byggir á.
Límmiðill sem byggir á leysi var útbúinn með því að leysa upp breytt PA í pólýólum og bera það á afstærð T300 koltrefjar. Þetta leiddi til framleiðslu á CF/PA66 samsettum efnum. Góð samhæfni milli litarefnisins og nylon 66 fylkisplastefnisins leiddi til samlegðaráhrifa efnabindingar og eðlisfræðilegs aðsogs, sem tókst að bæta togstyrk og höggstyrk samsettra efna um 40,87% og 43,59%, í sömu röð.
Þessi aðferð krefst hins vegar umtalsverðs magns af lífrænum leysum, sem stafar alvarleg ógn við umhverfis- og framleiðsluöryggi, og orkunotkun til að þurrka leysiefni er töluverð. Þess vegna er áherslan á PA límmiðarannsóknum smám saman að færast í átt að umhverfisvænni vatnsbundnum límmiðakerfi. Eins og er, að fá stöðugt dreift PA fleyti með því að nota yfirborðsvirk efni og útbúa PA vatnskenndan stærðarefni með vatnssækinni breytingu eru þroskaðri aðferðir.
2.Pólýúretan (PU) Sizing Agent
Pólýúretan (PU) sýnir góða eindrægni og bindingarstyrk við ýmis hitaþjálu plastefni vegna einstakrar efnafræðilegrar uppbyggingar, sem gerir það víða notalegt sem litarefni. Með því að nýta líkindi og samhæfni milli úretan- og karbónatbygginga er hægt að nota PU sem límmiðil til að stærða trefjarnar í koltrefjum (CF)/hitaplastískum pólýkarbónati (PC) samsettum efnum með leysisaðferð.
Hitastöðugleiki pólýúretan (PU) límmiðilsins er framúrskarandi; það byrjar að léttast aðeins við hitastig allt að 270 gráður. Þetta gerir ráð fyrir efnatengingu við karbónatbyggingarnar í pólýkarbónati (PC) fylkinu, sem leiðir til aukningar á millilaga skurðstyrk samsettra efna úr 38,1 MPa í 62,9 MPa, sem þýðir 65% framför.
Hins vegar, með aukinni áherslu á umhverfismál, er smám saman verið að skipta um leysiefni sem byggir á PU límmiðlum fyrir vatnsbundið límefni. Fleytidreifing er ein af algengustu aðferðunum til að útbúa vatnsbundin PU límefni. Vatnsbundið fleyti PU stærðarefni er hægt að geyma í allt að sex mánuði við venjulegar hitaþurrkunarskilyrði, með hitaþol sem nær 280–300 gráðum, sem getur aukið millilagsskurðstyrk CF/PA66 samsettra efna upp í yfir 78 MPa, sem sýnir meira veruleg aukning.
Pólýarýleter stærðarefni
Pólýarýletrar eru fjölliður sem innihalda arómatíska hringa og etertengingar. Vel þekkt dæmi eru pólýeter eter ketón (PEEK), pólýfenýlen súlfíð (PPS) og pólýetersúlfón (PES). Stífu bensenhringirnir og sveigjanlegir etertengingar gefa þessum efnum framúrskarandi vélræna og varmaeiginleika, en leyfa sumum kerfum að vera kristallað, sem gerir stöðuga notkun kleift við háan hita og raka aðstæður. Þau eru mikið notuð sem afkastamikil verkfræðiplast og hitaþjálu plastefni í geimferðum, rafeindatækni, orku og læknisfræði.
Hins vegar, stíf og stöðug uppbygging pólýarýletra, sem veitir marga kosti, gerir það einnig erfitt fyrir þá að bregðast við öðrum virkum hópum, sem leiðir til veikrar tengingar við kolefnistrefjar (CF). Þess vegna hefur breyting á pólýarýleterkerfum og útbúning á stærðarefnum til að auka bindingarstyrk þeirra við CF og hitaþjálu fylki orðið forgangsvandamál til að takast á við. Sterk sýrumeðferð er áhrifarík aðferð til að koma virkum hópum inn í pólýarýleter sameindir.
Með því að nota súlfónerunarmeðferð voru natríumsúlfónatbyggingar (−SO3Na) settar inn í PEEK kerfið til að útbúa litarefni. Súlfónísk hóparnir geta myndað vetnistengi við hópana á trefjayfirborðinu og límmiðillinn er samhæfður við PEEK fylkið, sem auðveldar bleytingu og íferð fylkisplastefnisins í CF. Skúfstyrkur samsetta efnisins náði 78,2 MPa.
Að auki var blandað stærðarefni sem byggir á leysiefnum útbúið með því að breyta grafenoxíði (GO) með díamínbyggingu svipað og pólýetersúlfón (PES), sem ekki aðeins kynnti virka amínóhópa heldur bætti einnig hitastöðugleika kerfisins. Ýmsar víxlverkanir eins og efnatengi, vetnistenging, skautaðdráttarkraftur, van der Waals kraftar og vélræn samlæsing geta náð sterkum tengingum á milli stærðarmiðilsins, GO, CF og PES fylkisins, sem leiðir til 74,1% bata á milliflataeiginleikum. af CF/PES samsettum efnum.
4.Pólýímíð (PI) Sizing Agent
Pólýímíð (PI) eru hágæða fjölliður sem innihalda imíðhringi í sameindagrunni þeirra. Þeir búa yfir mjög stífri keðjubyggingu og framúrskarandi vélrænni eiginleikum, sem gerir þá að einu hæsta hitastigi fjölliða efnisins. PIs hafa fundið útbreidda notkun í geimferðum, herbúnaði, fjarskiptum og öðrum sviðum. Þar á meðal hafa pólýeterimíð (PEI) límmiðlar, sem innihalda sveigjanlegar etertengingar, vakið töluverða athygli á undanförnum árum sem háhita límefni vegna einstaks hitastöðugleika, aukins sveigjanleika, betri leysni og samhæfni við hitaþjálu plastefni.
PI stærðarefni þola háan hita og uppfylla mótunar- og notkunarskilyrði fyrir hágæða hitaþjálu plastefni sem byggir á samsettum efnum (eins og CF/PES og CF/PEEK samsett efni). Hins vegar, svipað og pólýarýleter límmiðlar, leiðir stíf og stöðug sameindabygging PI límmiðla til lítillar bindingargetu við koltrefjar (CF) og lélega vinnsluhæfni, sem krefst efnafræðilegrar breytingar.
Breyting á PI stærðarmiðlinum var framkvæmd með því að nota nanóagnir með því að dreifa fjölveggja kolefnis nanórör (MWCNT) í díklórmetanlausn af PEI. Með því að nota leysisaðferð var yfirborð T300 gæða CF efni meðhöndlað. Rannsóknir leiddi í ljós að MWCNT í blönduðu límmiðlinum kynnti á áhrifaríkan hátt mikinn fjölda virkra hópa og gæti þekja trefjayfirborðið jafnt. Eftir stærðargreiningu gátu imíðhringirnir í PEI myndað skautaða víxlverkanir og vetnistengi við hýdroxýl- og karboxýlhópa á MWCNT yfirborðinu, á meðan π-π stöflunarvíxlverkanir urðu á milli arómatískra hringa MWCNT og PEEK fylkisplastefnisins. Þessi breyting hamlaði verulega útbreiðslu sprungu, sem að lokum leiddi til 90,7 MPa skurðstyrks milli lagskipta fyrir samsetta efnið.
Strangt til tekið, pólýamíð (PA), pólýúretan (PU), pólýarýleter og pólýímíð (PI) tákna fjóra flokka af stærðarefnum, hver sérsniðin fyrir mismunandi gerðir af hitaþjálu plastefni. Þessi límmiðakerfi gangast venjulega undir ýmsar breytingar meðan á notkun stendur til að auka á áhrifaríkan hátt frammistöðueiginleika hitaþjálu koltrefja samsettra efna. Að auki er nauðsynlegt að huga að því hvort tilraunaferlin geti haft veruleg neikvæð áhrif á umhverfið. Til að finna bestu lausnir leitast fjölmargir sérfræðingar og fræðimenn, bæði innanlands og erlendis, við að finna bestu aðferðirnar.
